酸化法对农家干酪品质和乳清OD值的影响

吴槟，李伟

（1.黑龙江农垦职业学院食品工程分院，哈尔滨 150025；2.黑龙江生物科技职业学院食品生物系，哈尔滨 150025）

0 引言

由于现在市场上销售的大多数干酪的风味都比较浓烈，不易为中国人所接受[1]。因此，我们急需研制出符合国人口味的干酪。农家干酪(octtgaecheese)是一种以脱脂牛奶为原料生产的新鲜软质非成熟型干酪[2]。作为一种低热量高营养的食品，受到广大消费者尤其是减肥人士的欢迎[3，4]。传统的干酪生产主要用凝乳酶来凝乳，不但生产成本较高，而且出品率相当低[5]。我国干酪的工业化生产尚处于起步阶段，大量的需求缺口仍依靠进口来弥补[6]。因此，找到一种提高干酪出品率并降低生产成本的生产方法就显得尤为重要。

目前柠檬酸是比较安全的可食用的有机酸之一，柠檬酸的添加可以使酪蛋白沉淀，并且替代了凝乳酶的使用，更节省了生产成本，直接酸化法生产农家干酪具有一定的理论和实际意义。为促进我国农家干酪工业化生产的发展提供一定的理论依据。

1 实验

1.1 主要原料与试剂

新鲜无抗牛乳（市售），R-704直投发酵剂，stamix1150凝乳酶，柠檬酸、乳酸、醋酸、磷酸、盐酸均为食品级，氯化钙（分析纯）。

1.2 仪器设备

干酪槽、干酪刀（自制），TA.XT plus型质构仪，水浴锅，721分光光度计，pHS-25型pH计，AL104型电子分析天平。

1.3 实验指标测定

（1）钙质量分数测定根据GB 12398—1990 EDTA滴定法。

（2）水分质量分数测定根据GB 5418—1985烘干恒重法。

（3）含脂率的测定采用罗兹-哥特里法。

（4）凝乳时间的测定：从加酸到切割凝乳缩至乳清清澈，呈淡绿色所需要的时间[7]。

（5）凝乳硬度的测定：探头型号A/BE ø 35 mm，测试前速度1.0 mm/s，测试速度1.0 mm/s，测试后速度1.0 mm/s，感应力Auto-5 g，下压距离10 mm，每个样品测量三次，取平均值。

（6）乳清OD值测定：721紫外可见分光光度计测定排出的乳清在λ=500 nm时的吸光值。

（7）感官评定：由10人小组对新鲜酸凝干酪进行感官评定，根据中华人民共和国国家标准软质干酪NY478—2002中非成熟软质干酪的感官要求，采用评分法。具体评分标准如表1所示。

表1 干酪感官评分标准

1.4 方 法

1.4.1 工艺流程

原料乳→巴氏杀菌（85℃，30 min）→冷却（32℃）→添加发酵剂(2.5%)→发酵（30℃，30 min）→添加CaCl2凝乳（0.02%）→加酸化剂凝乳（至pH=4.6）→凝块切割、搅拌（10 min）→分离、排除乳清→冷却→混合稀奶油、调味剂等→包装成品

1.4.2 操作要点

（1）原料乳：必须是健康乳牛分泌出来的无抗的新鲜牛乳，牛乳比重1.029～1.031，脂肪3.1%～4.0%，蛋白质2.8%～3.0%，正常新鲜牛乳的pH值为6.6左右，然后进行严格的过滤净化。

（2）加 CaCl2：CaCl2要预先配制成5%的CaCl2溶液，加入到原料乳中，有利于在乳中能够均匀的分散。

（3）加酸化剂凝乳：加酸是要边加酸边进行搅拌，让酸充分的融入原料乳中，防止原料乳局部遇酸凝乳，防止凝乳不均匀，一般酶凝干酪的凝乳温度是35℃左右。

（4）凝块的切割。当凝块达到一定硬度时开始切割,将凝乳切割成为1 cm3的小方块，以增大凝块的表面积,缩短乳清排出的时间。

（5)排出乳清。切割后边搅拌边加热,以尽快排出乳清。

1.4.3 实验设计

（1）最佳酸化剂的筛选。分别采用不同种类的酸化剂：柠檬酸、乳酸、盐酸、醋酸、磷酸，应用上述工艺加工农家干酪，通过测定其Ca含量和乳清OD值并对产品进行感官评定，筛选出合适的酸化剂。

（2）杀菌温度对凝乳性能的影响。乳清蛋白开始变性的温度是70℃[8]，干酪原料乳的杀菌如果温度过高，时间过长，则受热变性的蛋白质就会增加，同时还会破坏原料乳中的盐类离子平衡，最终影响干酪质量[9]。采用70，75，80，85，90，95 ℃的不同温度下进行30 min杀菌后，通过凝乳时间、凝乳硬度和排除乳清的OD值的测定，研究不同杀菌温度对凝乳性能的影响，确定最佳的杀菌温度。

（3）CaCl2添加量对凝乳性能的影响。在酸化加工过程中，酸度高时，凝乳过快，Ca2+的平衡往往被打破，所以在乳中添加钙盐使之恢复平衡就变得非常重要。最常见的方法是添加CaCl2溶液,因为其溶解性好,还可以提高乳的凝固性。原料乳经过过滤净化以后，采取1.4.3（2）确定的杀菌温度进行杀菌，杀菌后按照上述工艺进行生产，设计CaCl2添加量为0.01%，0.02%，0.03%，0.04%，0.05%，通过凝乳时间、凝乳硬度和排除乳清的OD值的测定，研究CaCl2添加量对凝乳性能的影响，确定CaCl2添加量的最适范围。

（4）凝乳温度对凝乳性能的影响。原料乳经过过滤净化以后，采取1.4.3.2.确定的杀菌温度进行杀菌，1.4.3.3确定的CaCl2添加量，按照上述工艺进行生产，设计凝乳温度为50，55，60，65，70 ℃，通过凝乳时间、凝乳硬度和排除乳清的OD值的测定，研究凝乳温度对凝乳性能的影响，确定凝乳温度的最适范围。

（5）主要工艺参数的正交实验优化。在单因素实验的基础上，以新鲜酸凝农家干酪的感官评分做为评定指标，进行杀菌温度、CaCl2添加量和凝乳温度的三水平三因素正交实验，根据实验结果的极差分析确定因子的主次，确定最佳的工艺参数。

表2 正交实验因素水平表L9（34）

（6）最终产品的质量鉴定。按照正交实验所得的优化工艺生产农家干酪，以国家农业部软质干酪的标准为参考依据，通过对成品最终水分质量分数和脂肪质量分数的测定，进行验证实验。

2 结果与讨论

2.1 最佳酸化剂的筛选研究

使用柠檬酸、乳酸、醋酸、磷酸、盐酸这几种不同的酸化剂生产的农家干酪与酶凝农家干酪做比较，考察对农家干酪Ca质量分数、水分质量分数和感官评分的影响，结果如图1所示。

图1 不同酸化剂对新鲜干酪化学组分的影响及其感官评定

由图1可以看出：使用不同的酸化剂生产所得的制品中，Ca质量分数的比较看出：盐酸＞磷酸＞醋酸＞乳酸＞柠檬酸；水分质量分数的比较看出：乳酸＞柠檬酸＞醋酸＞磷酸＞盐酸；所得制品的最终感官评分可以看出：柠檬酸＞乳酸＞醋酸＞磷酸＞盐酸。由以上结果可以看出，使用磷酸和盐酸作为酸化剂生产出的农家干酪，残留在干酪中的钙浓度较高，硬度大，有苦味；生产的农家干酪的水分质量分数与酶凝干酪最为接近的是使用了柠檬酸和乳酸为酸化剂；使用柠檬酸、醋酸生产的制品口感与酶凝干酪相近，乳酸生产的农家干酪乳香味淡，使用磷酸和盐酸生产的农家干酪有刺激的酸味。因此，选择柠檬酸做为合适的酸化剂。

2.2 杀菌温度对凝乳性能的影响

采用70，75，80，85，90，95 ℃的不同温度下进行30min杀菌后，按照1.4.1的加工工艺生产农家干酪，考察对加工过程中凝乳时间、凝乳硬度和排除乳清的OD值的影响，结果如图2所示。

图2 杀菌温度对凝乳性能的影响

由图2可以看出：随着杀菌温度的升高，凝乳时间明显缩短，凝乳硬度随之增大，乳清OD值明显减小。由以上结果可以看出，杀菌温度越高凝乳时间逐渐缩短。乳清OD值越小，说明乳清中的蛋白质量分数越低。凝乳的硬度也随着杀菌温度的升高逐渐增大，导致干酪的水分损失过大。由此可知，杀菌温度为85℃左右时农家干酪的凝乳性能较好。

2.3 CaCl2添加量对凝乳性能的影响

采用不同CaCl2添加量0.01%，0.02%，0.03%，0.04%，0.05%，按照1.4.1的加工工艺生产农家干酪，看加工过程中凝乳时间、凝乳硬度和排除乳清的OD值的变化，结果如图3所示。

图3 CaCl2添加量对凝乳性能的影响

由图3可以看出，随着CaCl2添加量的增大，凝乳时间明显缩短；但在CaCl2添加量为0.04%时，硬度反而开始减小；乳清OD值在CaCl2添加量从0.01%增加到0.03%时开始减小，从CaCl2添加量为0.04%时，又开始增大。由以上结果可以看出，随着CaCl2添加量的增大，凝乳的时间随之缩短，这是由于pH值降低，蛋白质凝集速度的增加，这与Gastaldi E（1994年）和Van Hooydonk A C M（1998年）[10-11]的研究结果相同，凝块硬度增大，这与Patel R S（1986年）和Solorza F J（1998年）[12-13]的研究结果相同。CaCl2添加量低于0.03%时，凝乳质地细腻，没有苦味；添加量大于0.04%时，凝乳的硬度开始下降，干酪有苦味。CaCl2添加量为0.03%时乳清的OD值最低，说明此时新鲜干酪的产量最高。因此，CaCl2添加量为0.03%左右时凝乳性能较好。

2.4 凝乳温度对凝乳性能的影响

采用50，55，60，65，70 ℃的不同凝乳温度，按照1.4.1的加工工艺生产农家干酪，考察对加工过程中凝乳时间、凝乳硬度和排除乳清的OD值的影响，结果如图4所示。

图4 凝乳温度对凝乳性能的影响

由图4可以看出，随着凝乳温度的升高，凝乳时间逐渐缩短，60℃以后，凝乳时间基本没有变化；凝乳硬度和乳清OD值随着凝乳温度的升高逐渐增大。由以上结果可以看出，随着凝乳温度升高，排出乳清OD值增加，硬度增大，随乳清排出的蛋白增加，这与雒亚洲（2008年）[14]的研究结果相同。因此，新鲜干酪在凝乳温度为60℃左右时凝乳效果较好。

2.5 直接酸化法生产农家干酪主要工艺参数的优化研究

选择杀菌温度（A）、CaCl2添加量（B）、凝乳温度（D）进行三因素三水平正交实验，以感官评分为目标，结果（见表3）由表3可以看出，3种因素对干酪感官品质的影响大小依次为D＞B＞A，即凝乳温度对干酪品质影响极显著，CaCl2添加量的影响较显著，杀菌温度的作用不明显。可确定新鲜酸凝干酪理论上的最佳加工条件为A3B2D2，即杀菌温度85℃、CaCl2添加量为0.03%，凝乳温度为60℃时新鲜酸凝农家干酪的品质最佳。

表3 正交实验因素水平L9（34）

2.6 最终产品质量鉴定

成品最终理化指标:水分为61.15%,脂肪为15.16%(均为质量分数),符合国家农业部软质干酪NY478-2002的标准[15]。

3 结论

本研究通过单因素对比实验最终确定柠檬酸为生产新鲜酸凝干酪的最佳酸化剂，单因素实验分析可表明，随着杀菌温度、CaCl2添加量和凝乳温度的升高，酸凝农家干酪的凝乳时间逐渐缩短，硬度增大，最终以农家干酪的感官评分为衡量标准，在单因素实验的基础上，通过L9(34)正交实验，确定了其最适工艺条件为杀菌温度为85℃，CaCl2添加量0.03%，凝乳温度60℃。生产所得的农家干酪符合国家农业部软质干酪的标准，可以应用于实际生产。

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